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如何正确理解函数的概念

如何正确理解函数的概念
1.为学生概括和领悟函数概念搭建“脚手架”
函数概念是中学阶段最难理解的概念之一,其原因主要是:由f(x)的形式化表达方式所带来的高度抽象性;变量的概念涉及到用运动、变化的观点看待和思考问题,具有辩证思维特征;有许多下位概念(如自变量、因变量、定义域、值域、单调性、奇偶性……),是派生数学概念的强大“固着点”;具有广泛应用性,建立函数模型不仅需要具备较强的数学能力,而且与学生的人生阅历有关;等.其中最根本的还是其高度抽象性.
众所周知,越是基础性的概念,其包摄性就越强,应用范围就越广,学生从这些概念的学习中所领悟到的数学就越本质,所形成的思维方式、养成的思维习惯对学生的终身发展将具有根本性的影响.所以,对这些概念就越要强调理解的深刻性、基础的稳固性.但事情都有两面性,这些概念的理解和掌握往往难度很大,需要较长的时间,需要较多的经验积累.“是非经过故知难”,亲身经历过的事情感觉才会深刻.这些概念的教学要非常讲究从简单到综合地组织学习内容,要特别耐心地进行循序渐进的渗透和提高,要特别强调让学生经历从具体到抽象的概括过程.中学数学中,扮演这种奠基角色的概念不是很多(如数及其运算、空间观念、数形结合、向量、导数、统计观念、随机思想等),但函数概念是当之无愧的一员.为此,教材特别注意以具体例证为载体化解函数的抽象性,为学生搭建理解的平台,铺设概括的路线和阶梯,以帮助学生感悟到函数概念的“本来面目”.其中特别注重典型实例、表格和图象直观等的作用,并强调在思想方法上给予明确、具体的指导.
(1)铺设概括路线.教材在简要回顾初中函数概念的基础上,以三个有真实背景的实例为载体,先从“变量说”出发,并用集合与对应的语言详细讲解第一个实例的对应关系,再引导学生通过模仿叙述后两个实例的对应关系,然后以“你能概括一下这三个实例的共同特征吗?”为引导,使学生用集合与对应语言概括实例的本质而形成“对应说”.接着,在函数的表示、函数的性质等内容中,不断强化对函数这一类特殊“对应关系”的认识,强化对函数所研究的问题和思想方法的理解.教材希望通过这样的概括路线,引领学生逐步领悟函数的本质.
(2)实例的作用.在实例的选择中,我们特别在意它们的典型性和丰富性,因为我们相信这些例子在学生理解函数概念中能起到奠基性的“参照物”作用.教材在函数概念的引入、表示、性质和应用等各阶段,都借助实例为学生提供思考、探究、交流的机会,以便使学生在具体例子的支持下开展思维,形成函数概念理解活动的强大背景支撑.
(3)表格、图象的作用.表格、函数图象不仅是“表示法”的一种,从学生学习的角度看,它们使抽象的函数符号形象化,为学生提供了直观的机会.例如图象的种种形象和基本性质使得学生直观地“看到”、想象到函数的定义域、值域、单调性等种种性质,看到a的取值是如何决定y=a x的特性的,看到
y=sin(2x+)什么时候取正值或负值等.所以,图象是帮助学生理解函数概念的重要载体.另外,用函数图象分析和解决问题时体现出的数形结合思想,是培养学生数学能力的重要载体.
(4)思想方法的明确和具体指导.从知识分类角度看,“内容所反映的数学思想方法”属“隐性知识”,是人类在认识客观世界中的“数量关系”“空间形式”和“随机性中的规律性”的过程中产生的,
1.为学生概括和领悟函数概念搭建“脚手架”
函数概念是中学阶段最难理解的概念之一,其原因主要是:由f(x)的形式化表达方式所带来的高度抽象性;变量的概念涉及到用运动、变化的观点看待和思考问题,具有辩证思维特征;有许多下位概念(如自变量、因变量、定义域、值域、单调性、奇偶性……),是派生数学概念的强大“固着点”;具有广泛应用性,建立函数模型不仅需要具备较强的数学能力,而且与学生的人生阅历有关;等.其中最根本的还是其高度抽象性.
众所周知,越是基础性的概念,其包摄性就越强,应用范围就越广,学生从这些概念的学习中所领悟到的数学就越本质,所形成的思维方式、养成的思维习惯对学生的终身发展将具有根本性的影响.所以,对这些概念就越要强调理解的深刻性、基础的稳固性.但事情都有两面性,这些概念的理解和掌握往往难度很大,需要较长的时间,需要较多的经验积累.“是非经过故知难”,亲身经历过的事情感觉才会深刻.这些概念的教学要非常讲究从简单到综合地组织学习内容,要特别耐心地进行循序渐进的渗透和提高,要特别强调让学生经历从具体到抽象的概括过程.中学数学中,扮演这种奠基角色的概念不是很多(如数及其运算、空间观念、数形结合、向量、导数、统计观念、随机思想等),但函数概念是当之无愧的一员.为此,教材特别注意以具体例证为载体化解函数的抽象性,为学生搭建理解的平台,铺设概括的路线和阶梯,以帮助学生感悟到函数概念的“本来面目”.其中特别注重典型实例、表格和图象直观等的作用,并强调在思想方法上给予明确、具体的指导.
(1)铺设概括路线.教材在简要回顾初中函数概念的基础上,以三个有真实背景的实例为载体,先从“变量说”出发,并用集合与对应的语言详细讲解第一个实例的对应关系,再引导学生通过模仿叙述后两个实例的对应关系,然后以“你能概括一下这三个实例的共同特征吗?”为引导,使学生用集合与对应语言概括实例的本质而形成“对应说”.接着,在函数的表示、函数的性质等内容中,不断强化对函数这一类特殊“对应关系”的认识,强化对函数所研究的问题和思想方法的理解.教材希望通过这样的概括路线,引领学生逐步领悟函数的本质.
(2)实例的作用.在实例的选择中,我们特别在意它们的典型性和丰富性,因为我们相信这些例子在学生理解函数概念中能起到奠基性的“参照物”作用.教材在函数概念的引入、表示、性质和应用等各阶段,都借助实例为学生提供思考、探究、交流的机会,以便使学生在具体例子的支持下开展思维,形成函数概念理解活动的强大背景支撑.
(3)表格、图象的作用.表格、函数图象不仅是“表示法”的一种,从学生学习的角度看,它们使抽象的函数符号形象化,为学生提供了直观的机会.例如图象的种种形象和基本性质使得学生直观地“看到”、想象到函数的定义域、值域、单调性等种种性质,看到a的取值是如何决定y=a x的特性的,看到
y=sin(2x+)什么时候取正值或负值等.所以,图象是帮助学生理解函数概念的重要载体.另外,用函数图象分析和解决问题时体现出的数形结合思想,是培养学生数学能力的重要载体.
(4)思想方法的明确和具体指导.从知识分类角度看,“内容所反映的数学思想方法”属“隐性知识”,是人类在认识客观世界中的“数量关系”“空间形式”和“随机性中的规律性”的过程中产生的,是指导人们研究数、形规律时需要遵循的规则和程序,与人的世界观有紧密联系.因为数学思想方法的这种“隐蔽性”“默会性”及其高层次性,但中学生的认识能力、智慧水平正在发展中,因此数学思想方法
的学习,一方面要强调让学生在亲身体验中获得内心感悟,另一方面还要依靠明确具体的语言指引,这也是加速学生领悟过程的需要.
变化之中保持的“不变性”“规律性”就是性质.函数是描述现实事物运动变化规律的数学模型.现实事物的某些变化会随着时间的推移而有增有减、有快有慢,有时达到最大值有时处于最小值……这些现象反映到函数中,就是函数值随自变量的增加而增加或减少、什么时候函数值最大、什么时候函数值最小……这就是我们要研究的函数性质,知道了函数性质也就把握了事物的变化规律.
2.加强建立函数模型的活动,深化函数概念理解
前面已经谈到,为了有利于学生理解函数概念,教材采用“归纳式”安排学习内容,使学生在分析、归纳、概括实例共同本质属性的基础上,感悟函数概念及其蕴含的思想方法.在学生初步领悟函数概念,知道了函数是对客观现实数量关系的抽象以后,教材安排了建立实际问题的函数模型的内容,给学生提供建立模型、求解模型,再用模型描述、解释实际问题的学习机会.古人云,“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”.在用函数建模的过程中,不但可以使学生更深入地感悟函数,而且还可以使学生形成用函数解决问题的真实体验.对于函数这样抽象程度极高的概念,只有设法使学生卷入其中,强化他们的亲身体验,注重他们的内心感悟,引起他们的心灵共鸣,才能真正转化为学生认识客观规律、解决实际问题的强大武器.。

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